某型裝備測試無429數(shù)據(jù)故障的分析與排除

■ 黃巖 寧振峰 付強 高媛/國營洛陽丹城無線電廠

1 故障現(xiàn)象

某型裝備在部隊測試和入廠測試時，“主動通道自檢正?！薄盁o線電修正通道自檢正常”“裝備準備好”三個測試參數(shù)不合格，分析認為是一艙故障。分解裝備后對一艙進行測試，“主動通道自檢時間”和“修正通道自檢時間”不合格、一艙無429數(shù)據(jù)輸出。

2 故障分析

2.1 排查故障分組件

一艙整個工作時序如下：載機掛載裝備起飛后，載機加來“預熱”指令，此時載機的供電使一艙的陀螺、晶振恒溫器和速調(diào)管燈絲處于通電工作狀態(tài)，即一艙處于“加溫”狀態(tài)。裝備發(fā)射前，載機加來“準備”指令，此時載機給一艙全面供電（但不加發(fā)射機高壓），一艙進行自檢，正常時給出“主動通道準備好”信號。同時，無線電修正通道也進行自檢，正常時給出“無線電修正通道準備好”信號。

為了查明裝備故障原因，結(jié)合部隊測試結(jié)果和工廠一艙測試結(jié)果，建立了裝備“主動通道自檢正?！薄盁o線電修正通道自檢正常”“裝備準備好”三個測試參數(shù)不合格的故障樹（見圖1）。由圖1可知，裝備出現(xiàn)故障與3個底事件有關(guān)。

圖1 故障樹

對底事件逐一進行排查。對故障一艙進行測試時，雖然沒有429數(shù)據(jù)輸出，但測試設備可以采集到一艙的供電電壓和消耗電流，且都在正常范圍內(nèi)，證明供電系統(tǒng)正常。通過計算機分組件上的時鐘信號輸入端采集時鐘信號，時鐘信號正常，該時鐘信號是由頻率變換器及同步器提供，證明頻率變換器及同步器正常。最終，通過分析認定是計算機分組件故障，現(xiàn)場更換工藝計算機后故障消失，證明了上述分析正確。

2.2 一艙計算機工作原理

一艙計算機由硬件和工作程序軟件組成，是一艙的控制中樞，通過運行工作程序軟件來管理一艙的工作狀態(tài)和工作時序轉(zhuǎn)換。該組件系統(tǒng)復雜，功能強大，主要承擔對一艙各單元數(shù)據(jù)信號的采集、處理和控制任務，實現(xiàn)對目標速度信息和角度信息的處理，控制一艙的其他功能分組件，完成對目標的搜索、截獲和跟蹤，同時承擔與飛行控制系統(tǒng)進行通信協(xié)調(diào)的任務。

一艙計算機包括微處理器模塊電路板、信息輸入模塊電路板、信息輸出模塊電路板、串行口模塊電路板和四聯(lián)體插頭，每塊電路板中有一個內(nèi)總線插頭，所有內(nèi)總線插頭通過四聯(lián)體插頭連接在一起，各組成模塊通過四聯(lián)體插頭實現(xiàn)信息交換。一艙計算機微處理器模塊通過運行內(nèi)部程序軟件，形成對一艙內(nèi)部各個功能分組件的控制信號。信息輸入模塊、信息輸出模塊和串行口模塊統(tǒng)稱接口模塊，其中，信息輸入模塊包括A/D和開關(guān)量輸入，信息輸出模塊包括D/A和開關(guān)量輸出，二者是微處理器模塊與一艙其他功能分組件之間的硬件接口；串行口模塊包括接收通道和發(fā)送通道，用于實現(xiàn)導引系統(tǒng)和飛行控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息交換。一艙計算機硬件組成原理如圖2所示。

圖2 一艙計算機硬件組成原理圖

3 故障定位

通過前期對一艙計算機分組件深修精修和軟件破譯項目的實施，項目組已經(jīng)對計算機硬件系統(tǒng)和軟件程序有了較深入的了解。在故障一艙測試過程中，通過邏輯分析儀采集計算機地址和數(shù)據(jù)總線上的動態(tài)數(shù)據(jù)，對采集到的動態(tài)數(shù)據(jù)進行分析，具體步驟如下。

將四聯(lián)體插頭（內(nèi)總線擴展模塊）從一艙計算機上移除，用專用采集線纜連接一艙計算機各板卡內(nèi)部總線接口，用邏輯分析儀的Pod1-15～0、Pod2-15～0飛線夾對應連接到專用采集線纜的37針雙列插針上（見圖3），使用一艙總體性能測試系統(tǒng)對故障一艙加電測試；同時，用邏輯分析儀采集一艙計算機內(nèi)部總線數(shù)據(jù)信息，記錄計算機執(zhí)行程序的軌跡，采集程序運行時計算機地址和數(shù)據(jù)總線上的動態(tài)數(shù)據(jù)。采集到的數(shù)據(jù)結(jié)果如圖4所示。

圖3 邏輯分析儀總線數(shù)據(jù)采集連接圖

圖4 故障一艙計算機的總線數(shù)據(jù)

通過前期的軟件破譯工作，分析出微處理器模塊的自檢程序涉及的主要地 址 有XXX0H、XXX1H、XXX0H、XXX6H、XXXDH、XXXEH、XXXFH、XXXFH、XXX0H、XXX0～XXXFH；信息輸入模塊的自檢程序涉及的主要地址有XXX0H～XXXFH、XXX9H、XXXFH、XXX0H； 信 息輸出模塊的自檢程序涉及的主要地址 有XXX0H～XXXFH、XXX0H、XXX0H、XXX0H；串行口模塊的自檢程序涉及的主要地址有XXX4H、XXX5H、XXX0H、XXX1H。計算機的四塊電路板從上到下依次為微處理器模塊電路板、信息輸入模塊電路板、信息輸出模塊電路板、串行口模塊電路板，計算機自檢程序也按照該順序依次運行。對比采集到的總線數(shù)據(jù)與之前工藝計算機采集的總線數(shù)據(jù)可以看出，微處理器模塊和信息輸入模塊的自檢程序結(jié)果正常，而信息輸出模塊的自檢程序中地址XXX0H的運行結(jié)果為XXX8H（見圖5），不符合該地址的正確運行結(jié)果XXX0H。自檢程序運行到這里開始出現(xiàn)異常，導致信息輸出模塊的后續(xù)自檢程序出錯，程序直接越過串行口模塊自檢程序跳轉(zhuǎn)到異常處理子程序，信息輸出模塊和串行口模塊的自檢失敗，不能向外發(fā)送429數(shù)據(jù)。

圖5 故障一艙計算機信息輸出模塊地址XXX0H的總線數(shù)據(jù)

使用專用采集線纜和專用電纜網(wǎng)將故障計算機的信息輸出模塊電路板和串行口模塊電路板替換為工藝計算機的相應模塊電路板，故障現(xiàn)象依舊存在，因此初步分析為計算機內(nèi)部總線（即四聯(lián)體插頭）故障。四聯(lián)體插頭內(nèi)部共有4個37針插頭，依次連接微處理器模塊、信息輸入模塊、信息輸出模塊、串行口模塊的內(nèi)部總線插座；4個37針插頭的插針兩兩短接（連接微處理器模塊內(nèi)部總線插座的37針插頭的第1針分別和信息輸入模塊、信息輸出模塊、串行口模塊的相應37針插頭的第1針短接，剩下的第2針至第37針依次相互短接）。當一艙開始工作時，首先執(zhí)行計算機內(nèi)部的自檢程序，程序執(zhí)行過程中地址信息和數(shù)據(jù)信息通過內(nèi)部總線進行交換，微處理器模塊、信息輸入模塊、信息輸出模塊、串行口模塊的內(nèi)部總線通過四聯(lián)體插頭短接。

最終，通過數(shù)字萬用表測出，四聯(lián)體插頭內(nèi)部連接信息輸入模塊和信息輸出模塊的兩個插頭的第4個插針連接線斷路，程序直接越過串行口模塊自檢程序，跳轉(zhuǎn)到異常處理子程序，導致信息輸出模塊和串行口模塊的自檢失敗，不能向外發(fā)送429數(shù)據(jù)。更換四聯(lián)體插頭后故障排除，故障定位到最小單元。

4 結(jié)束語

四聯(lián)體插頭內(nèi)部連接信息輸入模塊和信息輸出模塊的兩個插頭的第4個插針連接線斷路時，信息輸入模塊在自檢子程序執(zhí)行過程中的數(shù)據(jù)信息經(jīng)過內(nèi)部總線傳輸給信息輸出模塊時就會出錯，導致信息輸出模塊自檢失敗，自檢程序越過串行口自檢子程序，跳轉(zhuǎn)到異常處理子程序，導致串行口模塊不能進行自檢，無法工作，不能向外發(fā)送429數(shù)據(jù)，最終導致一艙單獨測試時無429數(shù)據(jù)輸出，裝備整體測試時“主動通道自檢正?！薄盁o線電修正通道自檢正?！薄把b備準備好”三個測試參數(shù)不合格。項目組利用前期計算機分組件深修精修和軟件破譯的工作成果，詳細分析故障原因和機理，成功定位并排除了故障。